羟基磷灰石汇总.
羟基磷灰石
由羟基磷灰石、氟磷灰石、磷酸三钙和碳酸磷灰石等磷酸钙盐或其复合物构成的生物陶瓷。
Ca/P原子比和材料结构决定其表面是否具有生物活性或生物可吸收性。
羟基磷灰石和磷酸三钙等磷酸钙类生物材料与脊椎动物骨和齿的主要无机成分十分相近，具有良好的生物相容性，植入骨组织后能在界面上与骨形成很强的化学键合，各国学者均给予广泛关注，是临床医生喜用的医用材料。
目前，医用的磷酸钙粉末是用分析纯化学原料人工合成的，其主要制备方法有在高温下反应的干式方法与在溶液中进行沉淀反应的湿式方法。
传统的磷酸钙粉末制备方法均很难得到力学性能好的磷酸钙陶瓷，这就限制了磷酸钙陶瓷材料作为承重骨的应用。
因而有必要寻求一些合成及改性的新方法。
冲击波技术作为材料制备、活化、改性等的研究手段，正日益受到人们的重视，它具有能产生高压、高温及作用时间短等特点，在材料研究中占有独特的地位。
凝聚态物质经冲击波作用后，位错密度大大增加，表面能明显提高，化学活性增加，可显著改善粉体的烧结性能及反应活性。
在冲击波作用下固体粉末混合物间相互碰撞、挤压、摩擦和穿透，能使晶粒粒度减小，分布均匀，达到细化与均化的目的。
同时，在冲击波的作用下，固体颗粒发生高速运动，使其扩散速度是一般条件下固相反应中扩散速度的几倍，大大提高了反应速度，是一种合成超细粉末材料的新方法。
因此，本研究提出了用冲击波技术合成磷酸钙陶瓷粉末及对磷酸钙粉末活化改性这一新的研究课题，以制备力学性能优良的磷酸钙人工骨材料。
经查新表明在国内外的相关文献中关于这一领域的研究还未见报道，本研究将填补这方面的空白，具有较大的科学价值和实际意义。
本研究用冲击波方法处理CaCO3与CaHPO4·2H2O的混合物制备出了羟基磷灰石粉末。
冲击波实验装置采用接触爆轰柱面装置，使用硝基甲烷液体炸药时，其炸药厚度应在20mm厚左右，既能顺利引爆又能保证样品的完整回收，所产生的初始入射压力约为16GPa，这种装置比现有用冲击波技术制备磷酸钙块状材料专利所用装置更简单、处理样品的量更多。
羟基磷灰石
羟基磷灰石具有良好的生物相容性和骨传导性,新骨在界面上和HA植入体直接接触，两者间无纤维组织存在。
HA植入体与骨界面的结合强度往往超过HA植入体或者骨自身的结合强度.磷酸三钙是一种具有优秀亲和性的生物材料，通过细胞的吞噬和体液的侵蚀作用被机体部分或全部吸收而被取代，可在骨缺损修复中起到暂时性的支架作用，能促进骨组织的生长.羟基磷灰石在体内稳定性较高，磷酸三钙在体内的降解吸收较快，因此希望复合羟基磷灰石和磷酸三钙，利用二者在体内的不同降解吸收速率，改善材料的生物活性。
在HA和TCP的吸收、降解性能互补的情况下，BCP陶瓷材料的生物相容性要优于单相磷酸钙陶瓷，力学性能方面，磷酸三钙的断裂强度会因为羟基磷灰石的重结晶而增强，特定的HA/TCP比则会提高BCP陶瓷的抗弯强度和弹性模量。
传统羟基磷灰石陶瓷的弹性模量和强度都比较高，但断裂韧性小；同时随着烧结条件的改变，将出现很大的力学性能波动。
纳米生物陶瓷的显微结构中，晶界、晶粒及其结合都处于纳米量级水平，晶粒细化及晶界数量大幅度增加，可使其生物学性能和力学性能大幅度提高.反应温度低，反应组成容易控制，所需设备简单;由于胶体是从溶液反应开始的，可以在分子水平上混合钙和磷的前驱物，使溶液有高度的化学均匀性，所得产品纯度高，晶粒尺寸小。
其基本原理是利用金属无机盐或金属醇盐在溶液中水解或醇解，生成溶胶，经脱水或干燥转变为凝胶，然后经热处理，得到所需的粉体.粉体表面自由能和比表面积有关：物质被分割得越细，比表面积就越大，相应地体系总的表面自由能必然会大大增加。
表面自由能过高使整个体系在热力学上不稳定，粒子就有相互聚结从而降低表面自由能的趋势。
因此，粉料越细，就越容易聚结成团，最终导致粉料分散性变差.团聚现象影响了样品的导电性，亮度大的区域颗粒较大，在高度上优于相对暗区域，二次电子产率较高而发亮；也可能是制样不佳，喷金太薄影响了导电性。
XRD数据本身只能说明一个连续的晶面长度在40nm左右，而SEM显示的是粒子的相对真实的粒径，即XRD表现的是晶粒度，而SEM则表现出颗粒度，所以比根据XRD图得出的平均晶粒尺寸大。
(完整word版)羟基磷灰石的制备及其表征实验方案(word文档良心出品)
实验方案课题六纳米羟基磷灰石的制备与表征小组成员段东斑、陆文心、耿明宇1.背意义景羟基磷灰石（Hydroxyapatite，简称HA，化学分子式:(Ca10 (PO4)6(OH)2)是人体和动物骨骼的主要无机成份。
在人体骨中，HA 大约占60%，它是一种长度为20~40nm，厚1.5~3.0nm 的针状结晶，其周围规则地排列着骨胶原纤维[36]。
齿骨的结构也类似于自然骨，但齿骨中HA 的含量高达97%。
医学领域长期以来广泛使用的金属和有机高分子等生物医学材料，其成分和自然骨完全不同，用来作为齿骨的代材料(人工骨、人工齿)填补骨缺损材料，其生物相容性和人体适应性尚不令人满意。
而羟基磷灰石具有无毒、无刺激性、无致敏性、无致突变性和致癌性，是一种生物相容性材料，可与骨发生化学作用，有很好的骨传导性。
因此，近二十年来，研究接近或类似于自然骨成份的无机生物医学材料极其活跃，其中特值得重视的是与骨组织生物相容性最好的HA 活性材料的研究、临床应用。
近年来，随着人们对纳米领域的认识与关注，医学界也相继开始了对纳米HA 粒子(或称超细HA 粉)的研究，HA 纳米粒子与普通的HA 相比具有不同的理化性能：如溶解度较高、表面能较大、生物活性更好、具有抑癌作用等，可以作为药物载体用于疾病的治疗，是一种生物相容性良好的治疗材料。
目前，人们已经开发出多种方法来制备纳米HA，如水解法、水热反应法、溶胶一凝胶法及最近发展的微乳液法等，其中化学沉淀法是各种水溶性的化合物经混合、反应生成不溶性的沉淀，然后将沉淀物过滤、洗涤、煅烧处理，得到符合要求的粉体。
化学沉淀法因工艺简单、成本低、颗粒小等优点被广泛应用。
但是目前对这种方法的研究还处于初级阶段，制备出的纳米粒子粒径不均一，分散性差且有易团聚的现象。
为此，我们希望对化学沉淀法制备HA纳米粒子的条件的进行深入研究，分析各种因素对纳米HA晶型与粒径的影响，为HA的工业化生产提供依据。
陶瓷羟基磷灰石(CHT)应用及放大指南(中文)
羟基磷灰石
中文名：羟基磷灰石英文名：Hydroxyapatite简称：HAP分子式：Ca10(PO4)6(OH)2分子量：1004理化性质：熔点：1650°C，比重：3.16g/cm，溶解度：0.4ppm，Ca/P：1.67 结晶构造：六角晶系产品规格：粉末、多孔颗粒、块状（非标定型）产品应用领域：骨替代材料、整形和整容外科、齿科、层析纯化、补钙剂羟基磷灰石，又称羟磷灰石，是钙磷灰石（Ca5(PO4)3(OH)）的自然矿物化。
但是经常被写成（Ca10(PO4)6(OH)2）的形式以突出它是由两部分组成的：羟基与磷灰石。
-OH基能被氟化物、氯化物和碳酸根离子代替，生成氟基磷灰石或氯基磷灰石。
羟基磷灰石（HAP）是脊椎动物骨骼和牙齿的主要组成，人的牙釉质中羟基磷灰石的含量在96%以上。
羟基磷灰石具有优良的生物相容性，并可作为一种骨骼或牙齿的诱导因子，在口腔保健领域中对牙齿具有较好的再矿化、脱敏以及美白作用。
实验证明HAP粒子与牙釉质生物相容性好，亲和性高，其矿化液能够有效形成再矿化沉积，阻止钙离子流失，解决牙釉质脱矿问题，从根本上预防龋齿病。
含有HAP材料的牙膏对唾液蛋白、葡聚糖具有强吸附作用，能减少患者口腔的牙菌斑，促进牙龈炎愈合，对龋病、牙周病有较好的防治作用。
*高达50%的骨骼都是由均匀成分的无机羟基磷灰石构成。
*目前广泛应用于制造认同牙齿或骨骼成份的尖端新素材功能效果：*健康亮白*去除牙菌斑*改善牙龈问题*防止蛀牙*清新口气制法：可由Ca(PO4)2和CaCO3按拟定比例在高温下反应同时注入高压水蒸气，粉末经NH4Cl水溶液洗涤后干燥而成，分多孔型和致密型两种，前者是粉料发泡后于1250℃烧结制备，后者成型后于1250℃烧结而成。
分布：广泛存在于人体和牛乳中，人体内主要分布于骨骼和牙齿中，牛乳内主要分布于酪蛋白胶粒和乳清中。
羟基磷灰石
应用
医用级纳米羟基磷灰石
粉末ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
含有羟基磷灰石的牙膏，减少牙菌斑，促进牙龈炎愈合，预防龋齿 和牙周病。
发展与展望
羟基磷灰石的优点是良好的相容性，并能与骨组织形成骨性结合， 但是羟基磷灰石脆性大，生物机械性能不佳，限制了其使用 。针对 其缺陷而研制的羟基磷灰石生物复合材料集中了多种组份的性能有 点， 使其拥有了广阔的发展前景： （1）仿骨结构羟基磷灰石多相复合生物陶瓷的发展。其虽然在加工和 适应骨损方面存在较多的问题，但其力学性能却优于其他的结构形 式。因此更有希望适应称重大面积的骨修复的要求。 （2）羟基磷灰石骨水泥复合生物材料的发展。其可塑性和自固话性方 便了临床操作，但是力学性能差同样限制了它的广泛应用，发展羟 基磷灰石为主体的骨水泥复合材料，并综合固相组份及调和液方面 的增强效果，其有望在骨缺损修复、整形外科等方面获得大面积应 用。 （3）功能羟基磷灰石复合材料的发展通过在羟基磷灰石中添加少量的 特殊物质，得到的复合材料呈现出某种预期的功能，为临床上解决 诸多疑难杂症提供新的途径。
目 录 / contents
01
简介 制备工艺
02
03
应用
04
发展与展望
简介
羟基磷灰石，又称羟磷灰石，碱式磷酸钙，是钙磷灰石（Ca5(PO4)3(OH)） 的自然矿物化。但是经常被写成（ Ca10(PO4)6(OH)2 ）的形式以突出它是由两 部分组成的：羟基与磷灰石 。
晶体结构：六方晶系（空间群176 号），单斜晶系（空间群14号） 熔点：1650°C
比重：3.16g/cm
制备方法
(1) 湿法（ 共沉淀法）
(2) 水热合 成法
(3) 固相合 成法
(4) 溶胶— 凝胶法
羟基磷灰石的制备及表征
羟基磷灰石的制备及表征一、实验目的1。
掌握纳米羟基磷灰石的制备及原理2.了解羟基磷灰石的表征方法及生物相容性二实验原理羟基磷灰石（hydrrosyapatite,HAP）分子式为Ca10（PO4）6(OH）2是自然骨无机质的主要成分，具有良好的生物相容性和生物活性，可以引导骨的生长，并与骨组织形成牢固的骨性结合。
HAP是生物活性陶瓷的代表性材料，生物活性材料是指能够在材料和组织界面上诱导生物或化学反应,使材料与组织之间形成较强的化学键，达到组织修复的目的。
HAP在组成上与人体骨的相似性,使HAP与人体硬组织以及皮肤、肌肉组织等都有良好的生物相容性,植入体内不仅安全、无毒，还能引导骨生长,即新骨可以从HAP植入体与原骨结合处沿着植入的体表面或内部贯通性空隙攀附生长，材料植入体内后能与骨组织形成良好的化学键结合。
HAP主要的生物学应用作骨组织代替材料，磷酸钙类生物陶瓷材料在临床应用中遇到的最大困难之一是材料强度差，尤其是韧性低,且机械可加工性差，导致其在临床应用中受到了极大的限制。
为了改善HAP陶瓷的脆性和强度问题，一般会在其中添加ZrO2和碳纤维或是Al2O3和玻璃等物质进行增韧。
纳米级羟基磷灰石的制备方法很多，主要分为固相法和液相法两大类。
固相法合成在一定条件下（高温、研磨）让磷酸盐与钙盐充分混合发生固相反应，合成HAP粉末。
液相法合成是在水液中，一磷酸盐和钙盐为原料，在一定条件下发生化学反应，生成溶解度较小的HAP晶粒，包括化学沉淀法。
水热合成法、溶胶-凝胶法、自然烧法、微乳液法、微波法等。
化学沉淀法因具有实验条件要求不高、反应容易控制，适合制备纳米材料等优点从而得到广泛应用。
沉淀法通常是在溶液状态下将不同化学成分的物质混合，在混合溶液中加入适量的沉淀剂得到纳米材料的前驱沉淀物，再将此沉淀物结晶进行干燥或煅烧制得相应的纳米材料。
金属离子在沉淀过程是不平衡的,需要控制溶液中的沉淀剂的浓度，使沉淀过程缓慢发生，才会使溶液中的沉淀处于平衡状态，使沉淀能均匀的出现在整个溶液中。
羟基磷灰石晶习及降解特性的研究
羟基磷灰石晶习及降解特性的研究羟基磷灰石晶习是一种可用来提高环境友好性的材料，它在过去几十年中被广泛应用于工业和住宅建筑等方面，并且现在正在被认为是在低碳排放的新材料发展中的一个非常重要的材料。
因此，研究羟基磷灰石晶习的降解特性变得十分重要。
羟基磷灰石晶习是一种可碳化的碳酸盐，它的晶体结构主要由氢，氧，氮和磷组成，并且有一种独特的正四方单元。
在此晶体框架中，硫酸盐替代了氢酸和钙结构中的氢离子，形成了碳酸盐晶体。
碳酸盐晶体具有很强的抗氧化性能，可以有效的阻止有害的污染物的进入大气。
尽管羟基磷灰石晶习有很多优点，但它也存在一定的缺点。
例如，它脆弱的晶体结构可能会受到湿气和温度的影响，而且它也容易被紫外线损坏。
因此，对它的降解特性进行研究是非常重要的。
羟基磷灰石晶习的降解可以通过光解，化学氧化和微生物氧化这三种方式进行。
在光解法中，强烈的紫外线可以破坏羟基磷灰石晶习的晶体结构，并且可以催化它的降解。
化学氧化法利用氧化剂可以氧化羟基磷灰石晶习，而微生物氧化法则是利用微生物分解羟基磷灰石晶习，使其降解成游离磷和一些其他物质。
除了上述三种方式，现在也开发出一种新型的羟基磷灰石晶习的降解方法，即电化学法。
这种方法利用电流来驱动反应，从而产生出电子，水和一些其他物质，使羟基磷灰石晶习被降解掉。
另外，羟基磷灰石晶习的降解也可以通过添加一定量的合成降解剂来进行。
这些降解剂有助于促进碳酸盐晶体的分解，使其降解速度更快，从而更有效地清除环境中的污染物。
从上述内容可以看出，羟基磷灰石晶习的降解可以通过光解、化学氧化、微生物氧化、电化学和合成降解剂等多种方法来实现。
然而，每种方法都存在一定的局限性，因此，在实际应用中需要针对具体情况进行合理的综合选择。
综上所述，当我们考虑到羟基磷灰石晶习及其降解特性时，首先该降解遵循科学原则。
科学原则，即应满足环境的友好性和安全性，避免发生污染和危害。
其次，需要仔细调查羟基磷灰石晶习的结构和特性，以了解其在环境中的降解机理和速率，以便更好地发挥其环保效果。
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(a)实验室自制的 HAP的IR光谱 (b)纳米HAp/cof蛋 白复合材料的IR谱 (c)胶原蛋自的lR 光谱
通过对复合物的红外光谱分析可知,HAP与胶原蛋白纤维间 发生了化学键合,羧基和羰基是HAP在胶原蛋白纤维上的 主要成核位点,在成核过程中,发生了与天然骨类似的碳酸 化过程。
由降解率曲线可以看出,在整个降解周期中,纳米HAP的溶解降解 率均高于微米HAP, 而纳米羟基磷灰石/胶原蛋白复合粉体的溶解降解 率远高于纯的HAP,这说明胶原蛋白的引入加速了材料的降解。到18 周时降解率最高仅为20.”%,这表明,尽管HAP粉体粒径的减小和胶原 蛋白的引入,加速了材料的溶解降解,但主要的生物降解可能还是要通 过体内破骨细胞和吞噬细胞的吞噬消化来达到。
纳米羟基磷灰石与胶原蛋白的复合 材料具有天然骨成分、结构和特性， 还有很好的流动性。 复合物粉体加入适量水(质量比 HAP/col:water=1:1.3)可制成青状体从 针管中注射出,有望用于人体微创手术。
胶原蛋白是蛋白质中的一种, 英文名(collagen protein),它主 要存在于动物的皮、骨、软骨、 牙齿、肌膜、韧带和血管中, 是结缔组织极重要的结构蛋白 质,起着支撑器官,保护机体的 功能。 优点：具有良好的生物学特性， 能与各种细胞结合以构成性能 各异的组织。 缺点：单独使用时则吸收快, 机械性能差。
羟基磷灰石/胶原蛋白复合生物材料
以胶原蛋白与HAP复合则较好地利用了胶原蛋白的粘 结性而克服了HAP颗粒的流动性。 胶原蛋白和羟基磷灰石为主要原料,制成了羟基磷灰 石和胶原蛋白复合多孔支架材料,利用胶原蛋白的粘结性, 通过物理发泡,形成多孔的三维立体网状结构,这将有利于 成骨细胞在支架材料上的附着和繁殖。 另外,由于天然骨主要由纳米磷灰石晶体和胶原纤维 束组成的胞外基质,仿生角度出发,制备了仿天然骨成分、 结构和特性的微米(纳米)羟基磷灰石与胶原蛋白的复合材 料。微米(纳米)羟基磷灰石与胶原蛋白的复合材料克服了 两种材料单独使用的局性。
羟基磷灰石/胶原蛋白复合生物材料 的制备与研究
化学化工学院 化学11-2班 冯波
随着社会的进步与人们生活水平的提高,人们的平均寿命不断延长, 但人体本身的老化却不可避免,世界人口老龄化问题日益突显。人体 的老化过30岁就开始了,人体的结缔组织,特别是保持人体直立姿势的 骨骼组织随之开始劣化，随着年龄的增长,由于骨组织的变化,其强度 逐渐降低,发生骨折的几率增大，此外,由于某种如外伤、感染、肿瘤、 事故或矫形手术等因素而使骨丧失了一些骨质,形成较大的间隙,称为 骨缺损，由于缺损间隙大,绝大多数骨缺损难以自行愈合,最后形成骨 不连。
由图3(a)可以看出,实验合成的纳米轻基磷灰石是针状或棒状的低 结晶度的晶体,平均尺寸为100nmx80nm~20nmx100nm。 复合材料中羟基磷灰石晶体也是低结晶度的,晶体形状为针状或棒 状。颗粒尺寸平均为5nmx60nm~20nmx100nm,与天然骨中的纳米 羟基磷灰石晶粒尺寸(5一20nmx60nm)相近。 单个胶原蛋白链的长度为300nm,宽度为20nm,由三束胶原蛋白纤 维缠绕而成,图中长链为2一3个胶原蛋白链形成的胶原蛋白簇,羟基磷 灰石颗粒镶嵌在胶原蛋白簇中。
羟基磷灰石和胶原蛋白复合多孔支架材料与人骨的结构和组 分非常相近,有很好的生物降解性和力学性能。胶原具有 较好的粘结性,可用来粘接或固定HAP颗粒,克服其单独使 用所引发的颗粒游走、移位、压迫神经等并发症。此 材 料能够代替自体或异体移植骨来使用。
通过XRD分析表明复合材料的无机相主要为羟基磷灰 石,结合XRD、扫描电镜分析结果表明复合材料中HAP的 粒度为5nm*6Onm~20nm*100nm结晶度低,呈纳米级针 状;胶原蛋白呈链状,2一3个胶原蛋白链相互交联成簇,HAP 均匀地沉积在胶原蛋白簇上。
由图(a)可看出,胶原蛋白纤维呈絮团状均匀分布,构成 了复合材料的基本框架,HAP呈颗粒状镶嵌在胶原蛋白絮 团中。由图(b)中数据可知复合材料中HAP晶粒大小平均 为7Onm左右,且均匀沉积在胶原蛋白基质上并交联、团聚 成束形成多孔结构,从形貌上分析说明轻基磷灰石与胶原 蛋白形成了有机/无机间的复合。
根据胶原蛋白含量不同制得的多孔羟基磷灰石/胶原蛋白支架材料的体外生物 溶解降解性曲线可以得出,随着胶原蛋白含量的增加,多孔支架材料的生物降解 性也相相应提高,这基本表明胶原蛋白的生物溶解降解性较羟基磷灰石高,因此, 可能通过调整羟基多孔支架材料中胶原蛋白的相对含量,从而达到调节多孔支架 材料的生物降解性的目的。
物理发泡所得到的样品的孔径在nm下,100nm~700nm 的孔所占的体积百分数为63.5%,占所有孔体积的74.3%。 这种具有梯度孔径且三维连通的孔结构使材料具有较大的 比表面积,有利于细胞在支架上的增殖和骨在支架上的传 导。
由图中(a)可以看出,样品的孔呈不规则形态,孔径不一,孔与孔之间相互连通。且在样品的 大孔壁上存在大量的小孔,从而进一步保证了陶瓷支架材料的三维连通性。这些通道的 存在有利于营养物质向支架内部运输。 由图(b)可以看出,样品的孔壁凹凸不平,有颗粒状突起,并有一些沟槽。 材料的表面形貌和 粗糙度是影响骨细胞黏附、生长和骨整合的关键因素,粗糙的表面因利于成骨细胞的黏 附从而促进骨生长;而表面上的沟槽和微织构则可调整成骨细胞的分化和增殖。
羟基磷灰石(hydroxyapatite简 称HAP)分子式是
cal0(PO4)6(OH)2，羟基磷灰
石(HydroxyaPatite,HAP)是人 体和动物骨骼、牙齿的主要无 机成分。 优点：具有良好的生物相容性、 生物活性、骨传导性。 缺点：粒状HAP缺乏可塑性,材 料植入后易发生颗粒移动,难以 达到理想操作和准确植入。降 解速率太慢,骨诱导性较差